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Impegno metabolico del calciatore
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Impegno metabolico del calciatore

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Il prof. di Prampero spiega la potenza metabolica su cui si basa un metodo di valutazione del costo energetico nelle prestazioni di un calciatore. Questo approccio è alla base del sistema GPEXE realizzato da Exelio.

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Impegno metabolico del calciatore

  1. 1. Impegno  metabolico  del  calciatore:   teorie  e  realtà   Pietro  Enrico  di  Prampero  –  Osgnach  Cris5an     Milano,  27  maggio  2013  
  2. 2.     Da5  5pici  o?enu5  da  Video  Match  Analysis       •  Distanza  totale:  10  –  13  km   •  Spesa  energe7ca  totale:  1200  –  1500  kcal   •  Fa7ca:  la  distanza  coperta  nei  primi  45  minu5  è  del  5  -­‐  10  %   maggiore  di  quella  coperta  nel  secondo  tempo   •  Intensità  basata  sulle  seguen5  categorie  di  velocità     Walking      -­‐      Jogging      -­‐      Running  LS      -­‐      Running  HS      -­‐      Sprin5ng   ≈  70%  del  tempo  totale:  Walking,  Jogging  o  Running  LS   ≈  28%  del  tempo  totale:  Running  HS  (150-­‐250  corse  di    15-­‐20  m)   ≈  2  %  del  tempo  totale  o  5-­‐10%  della  distanza  totale:   Sprin5ng  (velocità  superiori  a  19  -­‐  25  km/h)   Queste  analisi  non  prendono  in  considerazione   un  elemento  cruciale  del  calcio:  le   accelerazioni  e  decelerazioni.  
  3. 3. In  effe`,  il  dispendio  energe5co  totale  è   o?enuto  dal  prodo?o  della  distanza  totale   per  il  costo  energe5co  della  corsa   (per  unità  di  distanza).   A  sua  volta  questo  è  assunto  eguale  a  quello   osservato  a  velocità  costante   (≈  1  kcal/(kg・km)).   Tu?avia,  nelle  fasi  di  accelerazione,  a  causa   dell’energia  cine5ca  necessaria  per   incrementare  la  velocità,  il  costo  energe5co   della  corsa  è  superiore  che  a  velocità   costante.  
  4. 4. Qualche  anno  fa  abbiamo  proposto  di  s5mare  il   costo  energe5co  della  corsa  in  accelerazione,   sulla  base  dell’equivalenza  tra  un  sistema  di   riferimento  accelerato  (centrato  sul  corridore)  e   il  campo  gravitazionale  terrestre   (P.E.  di  Prampero  et  al.,  J.  Exp.  Biol,  2005).     Nella  fa`specie,  la  corsa  in  accelerazione  su   terreno  piano  è  considerata  analoga  alla  corsa   in  salita  a  velocità  costante,  dove  la  pendenza  è   imposta  dall’accelerazione  antero-­‐posteriore,   come  segue.  
  5. 5. Corsa  in  accelerazione   su  terreno  piano  (A)  o  in  salita  a  velocità  costante  (B).   M,  massa  corporea;  af,  accelerazione  antero-­‐poteriore;  g,  accelerazione  di   gravità;  g’,  somma  ve?oriale  di    af  e  g;  T,  terreno;  H,  orizzontale;  α,  angolo  tra   l’asse  corporeo  medio  del  sogge?o  e  T;  90  -­‐  α,  angolo  tra  T  e  H.     La  pendenza  equivalente  (ES,  Equivalent  Slope)   è  de9ata  dall’angolo  90  –  α.    
  6. 6. La  pendenza  equivalente  imposta  dall’angolo  90  –  α  è  la     tangente  dell’angolo  in  ques5one:         ES  può  quindi  essere  facilmente  determinata  purché   l’accelerazione  antero-­‐posteriore  sia  nota.    A   B  
  7. 7. Nella  corsa  in  accelerazione,  la  forza  media  esercitata   dai  muscoli  è  il  prodo?o  della  massa  corporea  per  g’   (F'  =  peso  corporeo  equivalente  =    M・g’)     Al  contrario,  a  velocità  costante,  la  forza  media   è  eguale  al  peso  corporeo   (F  =  M・g)     Il  rapporto  F'/F  =  g'/g  è  definito   ”massa  corporea  equivalente”   e  indicato  con  il  simbolo  EM:  
  8. 8. Il  costo  energe5co  della  corsa  in  salita  a   velocità  costante  è  ben  conosciuto   (Margaria,  1938;  Margaria  et  al.,  1963;  Mine?  et  al.,  1994;  2002)     Quindi,  quando  sia  nota   l’accelerazione  antero-­‐posteriore  è   rela5vamente  semplice  calcolare  i   corrisponden5  valori  di  pendenza  (ES)   e  massa  (EM)  equivalente,   e  di  qui  risalire  al  costo  energe5co   corrispondente.  
  9. 9. (i  =  inclinazione)   (Mine?  et  al.,  2002)  
  10. 10. ES  =  pendenza  equivalente   EM  =  massa  equivalente   Cr0  =  costo  energe5co  della  corsa  a  velocità  costante  in  piano  
  11. 11. Linea  orizzontale  so`le  inferiore:   Cr  a  velocità  costante  in  piano  ≈  4  J/(kg・m)     Area  punteggiata:  ruolo  di  ES     Area  in  nero:  ruolo  di  EM  
  12. 12. Potenza  metabolica  istantanea  Pmet  (W/kg),   data  dal  prodo?o  di  Csr  (J/(kg・m))  e  velocità  (m/s)   Pmet  =  Csr  ・  v     20.9  W/kg  =  60  ml  O2/(kg・min)  
  13. 13. Il  nostro  studio  in  sintesi     •  50  par5te  del  Campionato  di  Serie  A  2007-­‐2008   •  1,050  analisi  su  399  giocatori         •  Età  27  ±  4  anni   •  Massa  corporea  75.8  ±  5.0  kg   •  Statura  1.80  ±  0.06  m  
  14. 14. Video  Match  Analysis  (tradizionale)     •  Tempo  totale:  95  min  5  s  ±  1  min  40  s     •  Distanza  totale:  10950  ±  1044  m   •  Categorie  di  velocità   T  =  tempo;  D  =  distanza:  
  15. 15. L’approccio  tradizionale  non  7ene  conto   di  accelerazioni  e  decelerazioni.   Abbiamo  quindi  rianalizzato  gli  stessi  da5   s5mando    il  costo  energe5co  della  corsa,   come  descri?o  in  precedenza   (P.E.  di  Prampero  et  al.,  J.  Exp.  Biol,  2005)    
  16. 16.     •  Abbiamo  quindi  suddiviso  le  prestazioni  dei  giocatori  in   categorie  di  accelerazione,  anziché  di  velocità,  e  abbiamo   s5mato  il  costo  energe5co  corrispondente  (EC).  
  17. 17. •  Questo  ci  ha  consen5to  di  s5mare  la  potenza  metabolica  a  par5re   dal  prodo?o    del  costo  energe5co  per  la  velocità.  A  sua  volta,  il   prodo?o  della  potenza  metabolica  per  il  tempo  è  la  spesa   energe5ca  totale  (EEE)   (NB:  20.9  W/kg  =  60  ml  O2/(kg・min))  
  18. 18. Velocità  vs.  Potenza  Metabolica   6.3% 43.1% Solo  il    ≈  6  %  del  tempo  totale  è  speso  a  velocità  superiori  a  16   km/h;  ma  ben  il  ≈  43  %  dell’energia  totale  è  spesa  al  di  sopra   della  corrispondente  potenza  metabolica  (20  W/kg).    
  19. 19. Potenza  metabolica:   effe`  di  velocità  e  accelerazione    
  20. 20. Potenza  metabolica:  effe`  di  velocità  e  accelerazione  
  21. 21. 0.98   1.96   2.94   3.92   4.90  -­‐0.98  -­‐1.96  -­‐2.94  -­‐3.92  -­‐4.90  
  22. 22. DISTANZA  EQUIVALENTE  (ED)   E’  la  distanza  che  il  giocatore  avrebbe  coperto   con  lo  stesso  dispendio  energe5co  totale,   ma  correndo  a  velocità  costante   10.950 m 13.166 m 1.107 kcal 1.107 kcal
  23. 23.  Distanza  Equivalente  
  24. 24. L’  INDICE  DI  DISTANZA  EQUIVALENTE  (EDI)   E’  il  rapporto  tra  la  distanza  equivalente  (ED)  e   l’effe`va  distanza  coperta  nel  periodo   considerato  (TD).   10.950  m   13.166  m   = 1.20  =
  25. 25. ”Indice  di  Distanza  Equivalente”    
  26. 26. L’INDICE  DI  ANAEROBIOSI  (AI)   E’  il  rapporto  tra  l’energia  spesa  al  di  sopra  di  una  soglia   di  potenza  metabolica  (TP),  scelta  dall’operatore   (VO2max  o  Soglia  Anaerobica,  o  ……)  e  la  spesa   energe5ca  totale.   w  +  W   W  AI   =
  27. 27. L’INDICE  DI  ANAEROBIOSI  (AI)  
  28. 28. Infine,  ci  sembra  u5le  sul  piano  pra5co  iden5ficare  il   numero  di  “even5”  al  di  sopra  di  una  potenza  cri5ca   predefinita  (e.g.  20  W/kg)  e  cara?erizzarli  in  termini   di  durata,  distanza  e  velocità,  ciò  che  nel  nostro   lavoro  del  2010  non  si  era  fa?o.   15  min  allenamento  specifico  con  la  palla  
  29. 29.     Ques7oni  aperte     La  s5ma  della  potenza  metabolica  sulla  base   dell’equivalenza  tra  corsa  in  accelerazione  in  piano  e   corsa  a  velocità  costante  in  salita  si  basa  sulla  serie  di   presuppos5  elenca5  in  precedenza.  Di  ques5,  il  più   discu5bile  è  probabilmente  l’eguaglianza  del  lavoro   interno  nelle  due  condizioni.  In  effe`,  il  lavoro  interno   dipende  dalla  frequenza  e  ampiezza  dei  movimen5   degli  ar5  rispe?o  al  baricentro  corporeo,  oltre  che  dalla   massa  degli  ar5  stessi.  E’  quindi  verosimile  che  il  lavoro   interno  sia  maggiore  nella  corsa  in  accelerazione,   rispe?o  a  quella  in  salita,  sopra?u?o  nelle  fasi  di   elevata  accelerazione  e  di  breve  durata.    
  30. 30. Che  le  cose  s5ano  effe`vamente  così  è  anche   suggerito  da  un  recente  lavoro   (Buglione,  di  Prampero,  Eur.  J.  Appl.  Physiol.  113:  1535–1543,  2013)   in  cui  si  dimostra  che  la  valutazione  indire?a  del  costo   energe5co  delle  corse  a  nave?a  su  brevi  distanze   (≈  10  m)  so?os5ma  la  misura  dire?a,  mentre  sulla   distanze  maggiori  (≈  20  m)  valutazione  indire?a  e   misura  dire?a  coincidono.       Una  possibile  via  d’uscita  da  questo  stato  di   cose  potrebbe  essere  la  correzione  dei  valori   sBmaB  sulla  base  della  frequenza  dei  passi.     “Affaire  à  suivre”      
  31. 31. Va  anche  so?olineato  che  solo   un’elevata  frequenza  di   acquisizione  e  un  appropriato   filtraggio  dei  segnali  consentono   un’adeguata  rappresentazione   della  “realtà”.  
  32. 32. CONCLUSIONI L’approccio tradizionale, basato solo su categorie di velocità sottostima l’impegno metabolico“vero”.
  33. 33. “………..     fa`  non  foste  a  viver  come  bru5   ma  per  seguir  virtude  e  conoscenza.”   (Dante, La Divina Commedia – Inferno XXVI: 119 -120.)

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